Pliant Energy Systems制造水下采矿机器人

一场关于深海命运的战争正在酝酿之中。大片的海底富含金属镍、铜、钴、锌，这些金属是制造电‍‍‍动车电池、太阳能电池板和智能手机的关键。矿业公司已经提议对黑暗的广阔区域进行刮除和吸尘，为金属密集型技术提供供应。海洋科学家和环保主义者反对这样的计划，他们警告说，脆弱的生态系统将遭受巨大的、潜在的永久性破坏。

Pietro Filardo是正在努力寻找共同点的技术开发人员之一。

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‍Image: Pliant Energy Systems

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‍‍该公司，Pliant Energy Systems，制造了一个看起来像黑色机械黄貂鱼的东西。它柔软的波纹鳍片采用双曲线几何形状，以行进的波浪形运动，从而将滑板大小的设备推入水中。在纽约布鲁克林一个通风良好的海滨实验室里，Filardo的团队正在开发工具和算法，将机器人改造成一个装备有抓取装置的自动装置。他们的目标是在不破坏珍贵栖息地的情况下，从海底开采出马铃薯大小的多金属结核矿床。

“一方面，我们需要这些金属来通电和脱碳。。另一方面，人们担心我们破坏深海生态系统。” Filardo将深海采矿描述为Pliant机器人的“杀手级应用”。这对于这家初创公司来说，可能是一个有利可图的用途。

深海将被开采多深，在哪里开采，最终取决于由168个成员国组成的International Seabed Authority（ISA）。预计10月，该政府间机构将通过一套被称为Mining Code的全面技术和环境标准，为私营公司进入大片海底铺平道路。

ISA已经向大西洋、太平洋和印度洋海域的承包商颁发了30个勘探许可证。一半以上的许可证用于勘探多金属结核，主要是在夏威夷南部和墨西哥西部的Clarion-Clipperton区。

自1970年代以来，研究人员已经在主要的国家水域测试了结核矿开采技术。现有的方法包括用液压吸泥机清扫海底，以泵送沉积物，过滤矿物，并将产生的泥浆倾倒在海洋或尾矿池中。在印度，国家海洋技术研究所正在建造一种“履带式”运载工具，它有一个大铲子，用来收集、粉碎和泵送结核矿到母船上。

支持采矿的人说，这种技术比危险的、剥削性的陆上采矿方法更有益于人类和环境。然而，海洋专家警告说，搅动沉淀物和转移生活在结核矿上的生物，可能会破坏耗费数百万年才发展起来的深海栖息地。

“我经常谈论的一件事是，‘如果我们弄坏了它，我们如何修复它？我们怎么知道我们弄坏了？’”深海生物学家、杜克大学尼古拉斯环境学院教授Cindy Lee Van Dover说。她说，还需要更多的研究来了解海洋生态系统的潜在影响，海洋生态系统培育了渔业，吸收了二氧化碳，并产生了地球上大部分的氧气。

还需要做大量的工作，将机器人改造成可以在海面下6000米处作业的金属收集器。

Pliant的第一个原型称为Velox，可以在游泳池和浅海“冲浪区”的深处航行，波浪将其冲入沙滩。在Velox内部，板载CPU将功率分配给执行器，这些执行器驱动柔性散热片中的起伏运动。与螺旋桨推进器不同，螺旋桨推进器使用快速旋转的叶片以高速移动少量水流，而Pliant的波浪状鳍片则以低速移动大量水。Filardo说，通过利用水的大面积，机器人可以使用相对较少的电池输入来进行快速的操作，从而使设备可以运行更长的时间。Filardo补充说，这种设计还可以减少海底的沉积物，这在敏感的深海环境中具有潜在的优势。

布鲁克林公司正在与麻省理工学院合作开发一种更大的下一代机器人C-Ray。这种高度机动性的装置会像水獭一样扭动和翻滚。通过使用金属探测器以及照相机硬件和计算机算法的混合，C-Ray可能会被用于监视冲浪区，以防对赞助这项研究计划的美国海军造成潜在危害。

Illustration: Pliant Energy SystemsA conceptual illustration of C-Ray robots collecting deep sea polymetallic nodules.

合作伙伴的最终目标是部署通过“蜂巢式思维”进行通信的“大量”自主C-Ray，这些应用程序也将用于开采多金属结核。Pliant计划发射数百个配备抓爪的机器人，这些机器人会在海底漫游，这些笼子会漂浮在充满气体的提包上。

意大利的一个独立项目也欲打造用于拔除富含金属的球体的新工具。

SILVER2是一种六足机器人，通过反复频繁地推动其脚部，无需借助摄像头或激光，即可在黑暗而浑浊的海底周围摸索。

Photo: BioRobotics Institute/Sant'Anna School of Advanced Studies

Marcello Calisti和他的同事们在7月的大部分时间里都在意大利的一个海边实验室里，在浅水中测试了20公斤重的原型。SILVER2配有柔软的弹性抓手，可以轻轻包裹物体，就像将它们托在手掌中一样。研究人员使用类似螃蟹的机器人在海床上收集塑料垃圾，并将碎屑存放在中央收集箱中。

尽管SILVER2并非用于深海采矿，但Calisti表示，如果他的团队能够扩展该技术，他可以预见该领域的潜在市场。

对于像Pliant这样的开发商来说，他们筹集资金和实现采矿机器人的能力将在很大程度上取决于国际海底管理局的下次会议。反对海洋采矿的人士正努力暂停对《采矿法》的讨论，以使科学家有更多时间评估风险。

原文标题：水下机器人已经成功实现自主深海采矿了吗？

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